Circuito de transferencia de señal y energía RFID de baja frecuencia para matriz de sensores mixtos capacitivos y resistivos
Autores: Demori, Marco; Baù, Marco; Dalola, Simone; Ferrari, Marco; Ferrari, Vittorio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Circuito de transferencia de señal y energía RFID de baja frecuencia para matriz de sensores mixtos capacitivos y resistivos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema de medición
Sensores resistivos
Sensores capacitivos
Enfoque basado en RFID
Matriz de sensores
Microcontrolador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un sistema de medición sin contacto para una matriz mixta de sensores resistivos y capacitivos que explota un enfoque basado en identificación por radiofrecuencia (RFID) de baja frecuencia. El sistema está compuesto por una unidad lectora que proporciona energía e intercambia datos de medición con una unidad de sensor sin batería. La unidad de sensor se basa en un transpondedor que opera a 134.2 kHz y un microcontrolador. El microcontrolador mide secuencialmente los elementos de la matriz de sensores compuesta por sensores capacitivos y resistivos que comparten un terminal común. La técnica adoptada mide el tiempo de carga de un circuito resistor-capacitor (RC), donde el resistor o el capacitor pueden ser el elemento sensor o un componente de referencia. Con el enfoque propuesto, los valores medidos de los elementos resistivos o capacitivos de la matriz de sensores son independientes de primer orden del nivel de voltaje de suministro. Se ha desarrollado un prototipo y se ha probado experimentalmente con elementos resistivos en el rango de 400 k-1.2 M y elementos capacitivos en el rango de 200 pF-1.2 nF, mostrando valores de resolución de medición de 1 k y 5 pF, respectivamente. Se han logrado distancias operativas de hasta 3 cm, con lecturas tomadas más rápido que un elemento de la matriz por segundo.
Descripción
Este documento presenta un sistema de medición sin contacto para una matriz mixta de sensores resistivos y capacitivos que explota un enfoque basado en identificación por radiofrecuencia (RFID) de baja frecuencia. El sistema está compuesto por una unidad lectora que proporciona energía e intercambia datos de medición con una unidad de sensor sin batería. La unidad de sensor se basa en un transpondedor que opera a 134.2 kHz y un microcontrolador. El microcontrolador mide secuencialmente los elementos de la matriz de sensores compuesta por sensores capacitivos y resistivos que comparten un terminal común. La técnica adoptada mide el tiempo de carga de un circuito resistor-capacitor (RC), donde el resistor o el capacitor pueden ser el elemento sensor o un componente de referencia. Con el enfoque propuesto, los valores medidos de los elementos resistivos o capacitivos de la matriz de sensores son independientes de primer orden del nivel de voltaje de suministro. Se ha desarrollado un prototipo y se ha probado experimentalmente con elementos resistivos en el rango de 400 k-1.2 M y elementos capacitivos en el rango de 200 pF-1.2 nF, mostrando valores de resolución de medición de 1 k y 5 pF, respectivamente. Se han logrado distancias operativas de hasta 3 cm, con lecturas tomadas más rápido que un elemento de la matriz por segundo.